Funció pirometal·lúrgica

El refinament al foc és el principal mètode de producció de coure actual, que representa entre el 80% i el 90% de la producció de coure, principalment per al tractament de minerals de sulfur. Els avantatges de la fosa de coure pirometal·lúrgica són la gran adaptabilitat de les matèries primeres, el baix consum d'energia, l'alta eficiència i l'alta taxa de recuperació de metalls. La fosa de coure per foc es pot dividir en dues categories: una és els processos tradicionals, com ara la fosa d'alt forn, la fosa de forn reverberatori i la fosa de forn elèctric. El segon són els processos d'enfortiment moderns, com ara la fosa de forn flash i la fosa de piscina de fosa.

A causa dels problemes energètics i ambientals més importants des de mitjans del segle XX, l'energia s'ha tornat cada cop més escassa, les normatives de protecció del medi ambient s'han tornat cada cop més estrictes i els costos laborals han augmentat gradualment. Això ha portat al ràpid desenvolupament de la tecnologia de fosa de coure des dels anys vuitanta, obligant a substituir els mètodes tradicionals per nous mètodes d'enfortiment, i els mètodes de fosa tradicionals s'han anat eliminant gradualment. Posteriorment, van sorgir tecnologies avançades com ara la fosa flash i la fosa per piscina de fosa, amb l'avenç més important que va ser l'aplicació generalitzada d'oxigen o oxigen enriquit. Després de dècades d'esforç, la fosa ràpida i la fosa per piscina de fosa han substituït bàsicament els processos pirometal·lúrgics tradicionals.

1. Flux del procés de fosa al foc

El procés pirometal·lúrgic inclou principalment quatre passos principals: fosa mat, bufat de coure mat (mat), refinament pirometal·lúrgic de coure brut i refinament electrolític de coure ànode.

Funció de sofre (mat concentrat de coure): utilitza principalment concentrat de coure per fer fosa mat, amb l'objectiu d'oxidar una mica de ferro al concentrat de coure, eliminar l'escòria i produir mat amb alt contingut de coure.

Bufat mat (coure brut mat): oxidació i escòria addicionals de mat per eliminar-ne el ferro i el sofre, produint coure brut.

Refinació al foc (coure d'ànode de coure brut): el coure brut s'elimina encara més de les impureses mitjançant l'oxidació i l'escòria per produir coure ànode.

Refinament electrolític (ànode coure càtode de coure): mitjançant la introducció de corrent continu, el coure de l'ànode es dissol i el coure pur es precipita al càtode. Les impureses entren al fang o electròlit de l'ànode, aconseguint així la separació del coure i les impureses i produint coure catòdic.

2. Classificació dels processos pirometal·lúrgics

(1) Fusió instantània

La fosa flash inclou tres tipus: forn flash Inco, forn flash Outokumpu i fosa flash ConTop. La fosa flash és un mètode de fosa que utilitza plenament l'enorme superfície activa de materials finament mòlts per reforçar el procés de reacció de fosa. Després de l'assecat profund del concentrat, es ruixa a la torre de reacció amb aire enriquit amb oxigen juntament amb el flux. Les partícules de concentrat es suspenen a l'espai durant 1-3 segons i experimenten ràpidament una reacció d'oxidació de minerals de sulfur amb un flux d'aire oxidant a alta temperatura, alliberant una gran quantitat de calor, completant la reacció de fosa, que és el procés de producció de mat. Els productes de reacció cauen al dipòsit de sedimentació del forn flash per a la sedimentació, separant encara més la mat de coure i l'escòria. Aquest mètode s'utilitza principalment per a la fosa mate de minerals de sulfur com el coure i el níquel.

La fosa flash va començar a produir-se a finals de la dècada de 1950 i s'ha promogut i aplicat en més de 40 empreses a causa dels importants assoliments en estalvi d'energia i protecció del medi ambient mitjançant la millora contínua. Aquesta tecnologia de procés té els avantatges d'una gran capacitat de producció, un baix consum d'energia i una baixa contaminació. La capacitat màxima de producció de mineral de coure d'un sol sistema pot arribar a superar les 400.000 t/a, la qual cosa és adequada per a fàbriques amb una escala superior a 200.000 t/a. Tanmateix, es requereix que les matèries primeres s'assequin profundament fins a un contingut d'humitat inferior al 0,3%, que la mida de les partícules del concentrat sigui inferior a 1 mm i que les impureses com el plom i el zinc a les matèries primeres no superin el 6%. Els desavantatges del procés són equips complexos, alta taxa de fum i pols i alt contingut de coure a l'escòria, que requereix tractament de dilució.

2) Fusió de la piscina fosa

La fosa de la piscina de fusió inclou el mètode de fusió de coure Tenente, mètode Mitsubishi, mètode Osmet, mètode de fusió de coure Vanukov, mètode de fusió Isa, mètode Noranda, mètode de convertidor rotatiu bufat superior (TBRC), mètode de fusió de coure de plata, coure Shuikoushan mètode de fosa i mètode de fosa ric en oxigen de Dongying. La fosa de la fosa és el procés d'afegir un concentrat de sulfur fi a la fosa mentre bufa aire o oxigen industrial a la fosa i s'enforteix el procés de fosa en una piscina fosa fortament agitada. A causa de la pressió exercida per l'aire que bufa sobre la piscina fosa, les bombolles pugen a través de la piscina, fent que la "columna de fusió" es mogui, proporcionant així una entrada important a la fusió. Els seus tipus de forn inclouen horitzontal, vertical, rotatiu o fix, i hi ha tres tipus de mètodes de bufat: bufat lateral, bufat superior i bufat inferior.

La fusió de piscines es va aplicar a la indústria a la dècada de 1970. A causa dels bons efectes de transferència de calor i massa en el procés de fusió de la piscina fosa, el procés metal·lúrgic es pot reforçar molt, aconseguint l'objectiu de millorar la productivitat dels equips i reduir el consum d'energia en el procés de fosa. A més, els requisits per als materials del forn no són alts. Són adequats diversos tipus de concentrats, secs, humits, grans i en pols. El forn té un volum petit, baixa pèrdua de calor i una bona conservació d'energia i protecció del medi ambient. Especialment, la taxa de fum i pols és significativament menor que la de la fosa flash.